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O sucesso dos filmes finos (2D) está na possibilidade experimental de modificar a estrutura e o tamanho de grão, que na maior parte dos casos é nanométrico, e assim dotá-los de propriedades funcionais e estruturais únicas. Contudo, cada vez é mais premente compreender os mecanismos de deformação em jogo, pois só assim é possível maximizar as propriedades dos materiais necessárias, não só para aplicações convencionais, como também para a microfabricação, e assegurar a fiabilidade da próxima geração de sistemas microelectromecânicos e flexíveis. O conhecimento aprofundado dos mecanismos de deformação em materiais espessos (3D) pode contribuir para a compreensão do comportamento mecânico dos 2D se possuírem composição química, tamanho de grão e estrutura semelhante. No entanto, o fabrico de materiais 3D está longe de ser corrente, várias tecnologias têm sido usadas com sucesso, mas apresentam algumas limitações para este tipo de estudo, que vão desde alguma porosidade residual até à presença de impurezas nocivas, dificultando a comparação entre os mecanismos de deformação dos 3D com os 2D. Além do mais, as propriedades mecânicas dos filmes finos são difíceis de avaliar e a compreensão dos mecanismos de deformação dos materiais 2D também é ainda muito limitada. Actualmente, é consensual que há uma dimensão crítica de tamanho de grão, dependendo da natureza das deslocações, função da qual os mecanismos de deformação se modificam.
Em Portugal há competência científica e industrial instalada, na produção e caracterização de filmes finos por pulverização catódica para aplicações onde as propriedades mecânicas desempenham um papel determinante. O aumento de saber sobre a relação propriedades/mecanismos de deformação, em materiais similares 2D versus 3D é essencial para optimizar as propriedades necessárias aos componentes de engenharia, e também expandir o campo de aplicação da pulverização catódica, tornando-a preditiva do comportamento de novas composições químicas.
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Resumo
O sucesso dos filmes finos (2D) está na possibilidade experimental de modificar a estrutura e o tamanho de grão, que na maior parte dos casos é nanométrico, e assim dotá-los de propriedades funcionais e estruturais únicas. Contudo, cada vez é mais premente compreender os mecanismos de deformação em jogo, pois só assim é possível maximizar as propriedades dos materiais necessárias, não só para aplicações convencionais, como também para a microfabricação, e assegurar a fiabilidade da próxima geração de sistemas microelectromecânicos e flexíveis. O conhecimento aprofundado dos mecanismos de deformação em materiais espessos (3D) pode contribuir para a compreensão do comportamento mecânico dos 2D se possuírem composição química, tamanho de grão e estrutura semelhante. No entanto, o fabrico de materiais 3D está longe de ser corrente, várias tecnologias têm sido usadas com sucesso, mas apresentam algumas limitações para este tipo de estudo, que vão desde alguma porosidade residual até à presença de impurezas nocivas, dificultando a comparação entre os mecanismos de deformação dos 3D com os 2D. Além do mais, as propriedades mecânicas dos filmes finos são difíceis de avaliar e a compreensão dos mecanismos de deformação dos materiais 2D também é ainda muito limitada. Actualmente, é consensual que há uma dimensão crítica de tamanho de grão, dependendo da natureza das deslocações, função da qual os mecanismos de deformação se modificam.
Em Portugal há competência científica e industrial instalada, na produção e caracterização de filmes finos por pulverização catódica para aplicações onde as propriedades mecânicas desempenham um papel determinante. O aumento de saber sobre a relação propriedades/mecanismos de deformação, em materiais similares 2D versus 3D é essencial para optimizar as propriedades necessárias aos componentes de engenharia, e também expandir o campo de aplicação da pulverização catódica, tornando-a preditiva do comportamento de novas composições químicas.
O projecto irá contribuir para melhorar o saber sobre o modo como os materiais nc acomodam a deformação, pelo estabelecimento de relações entre o comportamento mecânico dos materiais nc-3D com os nc-2D. O material seleccionado foi o cobre, baseado nos seguintes pressupostos, uma parte dos estudos já efectuados em deformação plástica trata do cobre; e é neste elemento que o consórcio do projecto tem maior experiência. Como já foi referido, as impurezas, quase sempre presentes nos materiais, podem ter um papel muito importante na deformação, e serem responsáveis pelos desvios entre as simulações e os estudos experimentais. Contudo, elas podem controlar o tamanho de grão, se forem pouco solúveis na matriz e os seus compostos terem uma elevada energia de Gibbs. Cobre puro e dopado (nc) serão depositados de modo a detectar os afastamentos devido à presença dos dopantes na fronteira de grão, Enquanto que, para os materiais 3D usar-se-á para o cobre puro compactação dinâmica e para o cobre dopado o método em dois passos: moagem reactiva de elevada energia, seguida de extrusão. |